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一、冷热电三联供概念：冷热电联产是指使用一种燃料，在发电的同时将产生的余热回收利用,做到能源阶梯级利用；冷热电联供系统一般由动力系统、燃气供应系统、供配电系统、余热利用系统、监控系统等组成。
按燃气原动机的类型不同，分为燃气轮机联供系统和内燃机联供系统。
与传统的击中式供电相比，这种小型化、分布式的供能方式。
可以使能源的综台使用率提高到85％以上。
一般情况可以节约能源成本的30—50％以上；由于使用天然气等清洁能源，降低了二氧化硫、氨氧化物和二氧化碳等温室气体的排放量，从而实现了能源的高效利用与环保的统一，减低了碳排放。
二、冷热电三联供技术优点1、系统整体能源利用效率非常高；2、自行笈电，提高了用电的可靠性；3、减少了电同的投资；4、降低了输配电网的输配电负荷；5、减少了长途输电的输电损失；6、节能环保、经济高效、安全可靠。
三、冷热电联供系统与传统制冷技术的对比优势（1）、使用热力运行，利用了低价的”多余能源”；（2）、吸收式冷水机组内没有移动件，节省了维修成本；（3）、冰水机组运行无噪音；（4）、运行和使用周期成本低；（5）、采用水为冷却介质，没有使用对大气层有害的物质。
四、采用冷热电联供的意义1. 实现能量综合梯级利用，提高能源利用效率具有发电、供热、制冷、能量梯级利用等优势，年平均能量的综合利用率高达80～90％图4.6-2 燃气热能的梯级综合利用流程关系示意图2.集成供能技术，系统运行灵活可靠三联供系统是供冷、供热、供电的技术集成，设备优化配置，集成优化运行，实现既按需供应，又可靠运行。
3.用电用气峰谷负荷互补，利于电网、气网移峰填谷对于电网、气网，负荷峰谷差越小，越有利于系统稳定、安全、节能运行。
五、冷热电联供的使用条件天然气近似为一种清洁能源，燃气冷热电三联供系统为主要的应用形式。
1.应具备的能源供应条件（1）保证天然气供应量，并且供气参数比较稳定；（2）燃气发出的电量，既可自发自用，亦可并入市电网运行，燃气发电停止运行时又可实现市电网供电；（3）市电网供电施行峰谷分时电价；（4）电网供电难以实施时，用户供电、供冷、供热负荷使用规律相似，用电负荷较稳定，发电机可采用孤网运行方式。
基于热能梯级利用的热电联产低位能供热技术使用计划方案一、实施背景随着社会的发展和人们对生活质量的要求越来越高，能源需求量不断增加，而传统的能源消耗方式已经不能满足当前的需求。
为了满足能源需求并减少环境污染，热电联产低位能供热技术应运而生。
该技术利用热能梯级利用的方法，将废热转换为电能和热能，实现能源的高效利用和低碳环保。
因此，该技术在环保、能源利用和经济效益等方面都具有广阔的应用前景。
二、工作原理热电联产低位能供热技术主要是通过利用废热，将其转化为电能和热能，再将其提供给用户。
具体实施步骤如下：1.采用热力发电机将废热转换为电能；2.利用余热回收装置将热能回收，形成高温、中温和低温三级余热；3.将高温余热用于供热，中温余热用于加热水或其他用途，低温余热则用于加热空气或其他用途。
三、实施计划步骤1.确定实施地点和规模；2.进行现场勘察和分析，确定废热来源和余热回收装置的设计方案；3.进行设备采购和安装调试；4.进行试运行和优化调整；5.开展宣传和推广工作。
四、适用范围热电联产低位能供热技术适用于各种工业和民用建筑，如钢铁、化工、建材、食品加工、医药、学校、医院等。
五、创新要点1.利用废热发电，实现能源的高效利用和低碳环保；2.采用余热回收装置，实现多级余热回收，提高能源利用效率；3.实现热电联产，既满足热负荷又满足电负荷。
六、预期效果1.实现废热的高效利用，节约能源，减少环境污染；2.提高能源利用效率，降低能源消耗成本；3.改善供热质量，提高用户满意度；4.增加企业经济收益，提高竞争力。
七、达到收益热电联产低位能供热技术实施后，企业可以实现以下收益：1.节约能源，降低能源消耗成本；2.增加经济收益，提高企业竞争力；3.改善环境，减少环境污染。
八、优缺点1.优点：实现废热的高效利用，提高能源利用效率，降低能源消耗成本，改善环境，增加经济收益；2.缺点：设备投资较大，需要较高的技术支持和管理水平。
九、下一步需要改进的地方1.进一步提高技术水平，降低设备投资成本；2.完善管理制度，提高设备运行效率；3.加强宣传和推广，扩大应用范围。
附件热电联产管理办法第一章总则第一条为推进大气污染防治，提高能源利用效率，促进热电产业健康发展，依据国家相关法律法规和产业政策，制定本办法。
第二条本办法适用于全国范围内热电联产项目（含企业自备热电联产项目）的规划建设及相关监督管理。
第三条热电联产发展应遵循“统一规划、以热定电、立足存量、结构优化、提高能效、环保优先”的原则，力争实现北方大中型以上城市热电联产集中供热率达到60%以上，20万人口以上县城热电联产全覆盖，形成规划科学、布局合理、利用高效、供热安全的热电联产产业健康发展格局。
第二章规划建设第四条热电联产规划是热电联产项目规划建设的必要条件。
热电联产规划应依据本地区城市供热规划、环境治理规划和电力规划编制，与当地气候、资源、环境等外部条件相适应，以满足热力需求为首要任务，同步推进燃煤锅炉和落后小热电机组的替代关停。
热电联产规划应纳入本省（区、市）五年电力发展规划并开展规划环评工作，规划期限原则上与电力发展规划相一致。
第五条地市级或县级能源主管部门应在省级能源主管部门的指导下，依据当地城市总体规划、供热规划、热力电力需求、资源禀赋、环境约束等条件，编制本地区“城市热电联产规划”或“工业园区热电联产规划”，并在规划中明确配套热网的建设方案。
热电联产规划应委托有资质的咨询机构编制。
根据需要，省级能源主管部门可委托有资质的第三方咨询机构对热电联产规划进行评估。
第六条严格调查核实现状热负荷，科学合理预测近期和远期规划热负荷。
现状热负荷为热电联产规划编制年的上一年的热负荷。
对于采暖型热电联产项目，现状热负荷应根据政府统计资料，按供热分区、建筑类别、建筑年代进行调查核实；近期和远期热负荷应综合考虑城区常住人口、建筑建设年代、人均建筑面积、集中供热普及率、综合采暖热指标等因素进行合理预测。
人均建筑面积年均增长率一般按不超过5%考虑。
对于工业热电联产项目，现状热负荷应根据现有工业项目的负荷率、用热量和参数、同时率等进行调查核实，近期热负荷应依据现有、在建和经审批的工业项目的热力需求确定，远期工业热负荷应综合考虑工业园区的规模、特性和发展等因素进行预测。
能源梯级利用原则
能源梯级利用原则是一种能源合理利用方式，其基本概念是将一次能源或余能资源按照其品位逐级加以利用。
具体来说，高、中温蒸汽首先用来发电或用于生产工艺，而低温余热则用来向住宅供热。
该原则主要涉及两个方面的利用：
1. 按质用能：是指尽可能让高质能源去做低质能源可以完成的工作。
例如，在需要用高温热源加热时，应尽可能减少传热温差；在只有高温热源且只需要低温加热的场合，应先利用高温热源发电，再利用发电装置的低温余热进行加热，如热电联产。
2. 逐级多次利用：高质能源的能量不一定要在一个设备或过程中全部用完。
因为在使用高质能源的过程中，能源的温度是逐渐下降的（即能质下降）。
而每种设备在消耗能源时，总有一个最经济合理的使用温度范围。
当高质能源在一个装置中降至经济适用范围以外时，可以转至另一个能够经济使用这种较低能质的装置中去使用，使总的能源利用率达到最高水平。
此外，能源的梯级利用可以提高整个系统的能源利用效率，是节能的重要措施。
这种原则不仅适用于发电和供热企业，还可以广泛地扩展到制冷、深冷、化工、冶金等各种工业过程。
如有必要，还可以用热泵来提高热源的温度品位后再利用。
热电联产结课论文热电联产能量梯级利用学生姓名：杨春辉学号：0802050507班级：热动085指导教师：张炳文2011年5月热电联产能量梯级利用摘要：在热电厂中,水泵是主要的耗能设备,这些设备常常处于低负荷和变负荷运行状态,水泵运行效率降低,供水压力和流量靠阀门节流调节,造成大量节流损失。
而从供热汽轮机抽出的工业蒸汽经过节流后,供给除氧器和基本热网加热器,汽源压差浪费较大。
用工业蒸汽驱动小型背压式汽轮机做功,取代电动机来拖动水泵,其排汽供给热电厂除氧器和基本热网加热器,既实现能量的梯级利用,又实现“热电联产”,减小能量转换中的损失,同时降低了厂用电。
本文在现有分析的基础上,以某机组的热电联产系统为研究对象,建立分析模型,计算了供热机组及热力管网系统中的损失与损失产生的部位,挖掘了该技术的节能潜力,为进一步改善和指导我国热电厂的运行和设计提供依据。
另外，引入能量品位的概念及背景, 根据我国地域及气候差异分析采暖供热的主要趋势, 对现行国内300MW抽凝机组存在的问题进行简要分析, 利用温度对口梯级利用的原则对300 MW供热机组重新进行热力计算, 并与现有运行方式下的热经济性进行比较。
关键字：能量梯级利用；热力循环；节能；能量品位；热电联产1 能量品位的概念能量的形式多种多样, 能量不仅在数量上具有守恒性, 而且在质量上具有品位性, 在其转换与传递过程中, 存在品位的差异。
热能是能量转换与传递的主要形式之一。
电能、机械能可全部转变为热能, 而热能却只能部分转变为机械能或电能, 即电能、机械能的品位比热能高。
在热能转换成机械能过程中, 高温高压热源比低温低压热源转换潜力大，说明温度高或压力高的热能品位高。
分析能源结构并根据能量品位不同合理分配能量, 优化能源利用方式, 可减少能量品位的降低, 达到节约能源, 提高能源效率的目的。
1988 年, 吴仲华教授从能量转化的基本定律出发, 阐述热能的梯级利用与品位概念和基于能的梯级利用的总能系统。
提出了著名的“温度对口、梯级利用”原则, 包括: 通过热机把能源最有效地转化成机械能时, 基于热源品位概念的“温度对口、梯级利用”原则; 把热机发电和余热利用或供热联合时, 大幅度提高能源利用率的“功热并供的梯级利用”原则; 把高温下使用的热机与中低温下工作的热机有机联合时, “联合循环的梯级利用”原则等。
总能系统概念的提出, 促使热力循环研究思路发生质变, 人们不再囿于单一循环的优劣, 而更着重于把不同循环有机结合起来的各种高性能联合循环, 并且把能源利用提高到系统高度来认识热机的发展应用, 即在系统的高度上综合考虑能量转换过程中能的梯级利用, 不同品位和形式的能的合理安排以及各系统构成的优化匹配, 总体合理利用不同品位能, 以获得最好的整体效果。
总能的梯级利用是能源高效利用的基本原理, 也是相关系统集成创新的核心。
2 基于平衡原理的能量梯级利用：2.1方案简述：以下述系统为例,在蒸汽动力循环中,将从汽轮机中抽出的工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型汽轮机,做功驱动锅炉给水泵,用作除氧器的热源;在供热热网循环水系统中,将工业蒸汽首先引入BN0. 520. 88型工业汽轮机,汽轮机作功带动热网的循环水泵,排汽作为基本热网加热器的汽源,节约电动循环泵消耗的电能。
工艺流程如图1所示。
图1 工艺流程图2.2 分析模型的建立该系统主要由锅炉、汽轮机、冷凝器、凝结水泵、除氧器、工业汽轮机、给水泵等组成。
蒸汽动力循环可以分为锅炉和水蒸汽循环两部分。
2.2.1 蒸汽动力循环锅炉将锅炉内能量转换过程分为绝热燃烧和传热两分离的子过程,即认为燃料先在绝热条件下燃烧,将化学能全部转化为烟气的热能,使烟气达到绝热燃烧温度T ad ,然后再由此高温烟气对水加热,使之汽化并达到过热状态。
(1) 绝热燃烧过程的 损失πb 1 = mf ex, f +ma ex, a - me ex, e ( ad) (1)由于前已假设空气在T 0 下进入锅炉,所以ex, a = 0,式(1)可改写成πb 1 = mf ex, f - me ex, e ( ad) (2)式中 mf ex, f ———单位质量蒸汽时燃料提供化学;me ex, e (ad) ———绝热燃烧温度下烟气的焓。
)ln 1)((000)(,T T T T T H m e m ad ad lf f ad c x e --∆-= (3) (2) 排烟 损失炉内烟气可视为定压,故 )ln 1)(()1(000,2T T T T T H m e m c c l f f c c x e b --∆--==ηπ (4) (3) 传热 损失πb 3 = me ( ex, e ( ad) - ex, e ) - ( ex, 1 - ex 4 ) (5)整个锅炉的平衡方程式:mf ex, f = ( ex 1 - ex 4 ) +πb 1 +πb 2 +πb 3 (6)则锅炉效率:xff x x b cx e m e e 41,-=η (7) 锅炉效率与热效率间的关系可表示为:)1()(0,,T T e H f x lf b b cx -∆-*=ηη (8)2.2.2 蒸汽动力循环能量方程式:mf ·( - ΔHlf ) = wnet +me [ he ( te ) - he ( t 0 ) ] + q 23(9)整个装置效率:R b l f f nct H m W ηηη=∆-=)( (10) 平衡式: mf ex, f = wnet +πb 1 +πb 2 +πb 3 +πT + ( ex 2 - ex 3 )(11)经整理后,式(11)还可写成f x f f x f R b cx e H e H ,,)()(∆-*=∆-*=ηηηη (12)2.2.3 热网加热循环水系统本项目在供热热网循环水系统上的应用,是利用汽机抽汽驱动工业小汽轮机,小汽轮机拖动热网循环泵做功,蒸汽引入热网加热器实现蒸汽能量的梯级利用,节约电动循环泵消耗的电能。
该厂承担某市集中供热任务,热网循环水除部分由热水锅炉提供外,主要由基本热网加热器进行汽水换热。
加热器汽源为0. 98 MPa (绝对压力)的工业蒸汽,经阀门节流为0. 2～0. 3 MPa 后进入换热器,汽源节流 损失高达0. 78 MPa 。
热网循环水泵为5台250R262型电动泵,循环水进行量调节时,靠循环水泵台数的变化进行宏观调节和阀门的节流进行微观调节,造成水泵的节流 损失。
2.3 分析各项 损失:2.3.1 热力循环的热力学分析针对该热力系统建立上述分析模型,进行计算,则热力系统中的各项 损失汇总于表1。
表1 损列表 图2 蒸汽动力循环装置的流程及其T 2s 图2.3.2 基本热网的热力学分析忽略过程中的传热、动能及势能的变化量时,实际轴功为:Ws = h 2 - h 1 = 2 865 - 3 054 = 189 kJ /kg(蒸汽)理想轴功:Wide = T 0ΔS - Δh = 232. 806 kJ /kg(蒸汽)其 损失系数：ξe= 1 - ηe = 18. 82%其 损失:E1 =ξ e ×Wide = 18. 82% ×232. 806 =43. 814 kJ /kg节流前后 损失:T0 ( s2 - s1 ) = 69. 344 6 kJ /kg在实际热力过程中,由于存在技术上或经济上不可逆因素,一定存在损失,本文建立的热电联产分析模型计算表明,改进后的系统的效率得到了提高,同时,节约了厂用电量,对于热电联产的改进具有较大的指导作用。
3 利用上述对国内现行300 MW 供热机组存在问题进行分析对于供热机组来讲, 进入汽轮机的工作蒸汽可以分为两股, 供热流和凝汽流。
凝汽流进入汽轮机, 经通流部分各级做功、发电后进入凝汽器, 这股汽流仅用于发电; 供热流经通流部分前几级做功、发电后被抽出, 进入热网加热器对外供热, 这股蒸汽既发电又供热。
热电联产节能的主要原则是在多供热的基础上多发电, 若增大供热抽汽量, 则进入低压缸的凝汽流量减少, 据弗留格尔公式, 低压缸排汽参数也会因凝汽流量减少而降低, 可以回收一部分冷源损失。
而抽汽参数的降低可以使供热流的做功能力增强, 在同样供热能力的基础上多发电。
因此供热机组的发展重点应着眼于挖掘机组最大供热抽汽能力及降低抽汽参数两方面。
目前哈汽、东汽、上汽的300 MW 供热机组(高中压合缸) 均为抽- 凝供热机(NC 机) , 是在引进型300 MW 火电机组基础上, 改造设计的。
最大供热抽汽的供热流量为500 t/ h 左右,此时为确保机组安全, 进入低压缸的凝汽流流量(即最小冷却流量) 为150 t/ h 左右。
采暖抽汽流量较大, 在汽缸上打孔抽汽在技术上很难实现, 所以一般供热抽汽口均布置在中低压缸连通管上, 原300 MW 火电机组中、低压分缸压力为018 MPa 。
改进设计成供热机后, 将中、低压分缸压力为015 MPa , 其供热抽汽压力允许范围为0125～015 MPa 。
采暖期内, 热网侧供水温度一般在100～130℃范围内变化, 按照参数匹配原则, 所要求的抽汽压力应在0114～014 MPa 范围内, 而现有供热机组的抽汽压力远远高于这一范围, 这就造成了能量的品位浪费。
4 能量梯级利用在热电联产中的应用4.1 300 MW 抽凝机组实例分析以杨柳青电厂两台带基本负荷300 MW 抽凝机组为例, 计算供热抽汽参数与热网水参数匹配条件下对热网水进行分级加热与现有机组运行方式下热经济性, 进行分析比较。
原始数据见表1 。
表1 杨柳青电厂热网加热器基本数据表2 两种方案热经济性比较从表1 中数据可知, 带基本负荷情况下热网侧供水温度为116 ℃, 给水端差为20 ℃, 由此可知对应的抽汽压力下的饱和温度为136 ℃, 忽略抽汽压损, 这一饱和温度对应的抽汽压力为0132 MPa , 而实际运行的供暖抽汽压力为0138MPa 。
因为是对同等容量的机组进行热经济性比较, 其供热能力一致。
因此主要比较能量梯级利用与原始运行方式两种方案下的发电量损失。
主要计算数据见表2 。
经计算, 采取温度对口两级加热的抽汽方案, 相较于一级加热, 供热流的做功能力损失减少3 738 GJ / h , 发电量减少10 704 kW ·h 。
供暖期4 个月, 上网电价按014 元/ kW ·h 计, 则折合成经济效益为1 230 万元, 即采取温度对口, 分级加热布置供热抽汽口, 单机供暖期多发电可带来经济效益1 230 万元。
4.2 结果分析：现行300 MW NC 机组供热抽汽压力范围为0125～015 MPa , 由表中数据分析可知, 采取合理的抽汽参数分级进行采暖供热, 其经济性相当显著。
